白山嘴隧洞衬砌结构受力及稳定分析

本文根据白山嘴隧洞混凝土二次衬砌浇筑工艺，即先浇上拱，后浇底拱，使得两者之间存在施工反缝，为此对其结构受力状况及其稳定性进行了分析、论证。     

有压隧洞顶拱衬砌留有孔隙的结构性研究

隧洞衬砌施工,受其结构特殊性影响,顶拱难以浇筑密实,常与顶部岩体留有孔隙,具有这种质量缺陷的衬砌问题,常给运行带来较大隐患。文中结合某圆形有压隧洞顶拱衬砌厚度检测数据,研究了其质量缺欠的特性,通过FLAC计算:顶拱衬砌留有孔隙,对洞室安全运行具有较大影响,通过回填灌浆,可以显著减小顶拱部位最大剪应力,降低危害程度。     

地质雷达在引水隧洞复合式衬砌厚度检测中的应用研究

针对引水隧洞复合式衬砌厚度的精确检测,以四川某水电站引水隧洞为例,选取了六组典型断面,分析地质雷达剖面图特性,同时对其中一组断面的厚度值进行了定量分析.测试结果表明:围岩岩性、岩层的产状及围岩体的含水率对地质雷达剖面中厚度参数的准确判读有明显影响;衬砌厚度精度判定与衬砌相对介电常数有关,在准确测定衬砌相对介电常数的条件下,能够定量分析复合式衬砌厚度,误差不超过10%;确定衬砌相对介电常数宜取多个标定点的平均值,并宜将地质雷达测试结果同钻孔录像结果进行对比分析.     

新型隧洞的衬砌计算

隧洞在水利工程中是一种常见的建筑物，在一个工程中随着地质、水压力的变化，经常会有好几种断面形式的隧洞，而每种断面形式的隧洞必须进行多次内力分析计算，工作量十分繁重。在实际设计过程中笔者以一种新型的隧洞断面为对象，利用计算机可以较方便地解决其内力分析问题，并以此计算隧洞衬砌的配筋数量，可满足工程需要，减轻手算工作量。所谓新型隧洞即图1所示的矩形而四角辅以圆弧连接的隧洞。通过改变短形部分的边长和圆弧半径可以使该种隧洞衍变为圆形、椭圆形及短形隧洞，故该程序有广泛的使用范围。同时该程序还可应用到封闭的渠…     

冲击回波法检测隧洞混凝土衬砌厚度

冲击回波法是通过接收、分析在混凝土中传播的回波信号，判断结构混凝土厚度和内部质量的新型无损检测技术。室内试验和工程应用研究表明，该方法为隧洞混凝土衬砌厚度检测提供了一个有效的测试手段。     

圆形引水隧洞边顶拱衬砌施工技术

柳坪电站4号隧洞在上导坑开挖的同时,采用边顶拱衬砌跟进施工工艺,解决了不良地质引水隧洞施工安全及进度要求的难题,可为类似工程提供参考。     

隧洞衬砌计算通用程序

本程序是为水电部《水工隧洞设计规范》(SDl34-84)编制的用于隧洞衬砌内力分析及配筋计算的通用程序。它采用一种新的计算方法一衬砌边值问题的数值解法，解算隧洞在复杂外力作用下的衬砌内力，进而求得断面配筋。既适用于大型水电站水工隧洞的设计计算，又能满足灌溉引水隧洞及道路隧洞的计算要求。     

压力隧洞衬砌后张预应力计算

清江隔河岩电站引水隧洞是我国首例采用后张预应力衬砌的地下工程，采用洞挖施工，贴壁衬砌，后张预应力作业在洞内进行。针对这些特点，为满足工程要求，设计时曾对预应力锚索在衬砌中的布置，曲线锚索预应力计算方法，锚索锚固过程预应力分布，以及混凝土衬砌环预应力估算等作了研究，并进行了仿真结构模型试验。这些研究成果已应用于隔河岩工程和后续工程实践中。     

有压隧洞预应力混凝土衬砌厚度变化对结构受力的影响分析

文中运用有限元计算方法,对有压隧洞均匀与非均匀壁厚预应力衬砌在荷载作用下受力性能的影响进行了分析。研究结果表明,局部加大衬砌壁厚对结构的受力是不利的,建议隧洞在有压隧洞衬砌混凝土施工时,尽量保持管壁厚度的均匀性。     

围岩特性与衬砌厚度对隧洞衬砌混凝土温度应力的影响

为探明围岩特性与衬砌厚度对衬砌混凝土温度应力的影响,从而制定合理的温控标准,提出了技术可行、经济合理的温控措施,确保了白鹤滩水电站泄洪洞衬砌混凝土具有较高的抗裂安全性。根据白鹤滩水电站泄洪洞衬砌混凝土的结构和材料特性以及边界条件,利用ANSYS对衬砌施工过程中的温度场和应力场进行三维计算。结果表明:衬砌厚度越大,混凝土温度越高,最高温度出现时间越晚;围岩强度越高,衬砌厚度越大,产生的拉应力就越大;而围岩强度越差,衬砌厚度越大,对应的拉应力相对较小。围岩特性与衬砌厚度共同影响着衬砌混凝土温度和温度应力变化趋势,因此,为确保混凝土抗裂安全性,对不同围岩特性的地段应选择不同的衬砌厚度。研究结果可供类似工程参考。     

津桥湖有压隧洞衬砌结构计算分析

隧洞的衬砌设计关系到其本身的安全性与实用性,尤其是有压隧洞在泄洪过程中,高水头、高流速对洞身的安全性构成严重威胁,科学合理的钢筋混凝土衬砌设计对隧洞安全及缩短施工期十分有利。本文通过介绍隧洞的受力情况,采用理正岩土系列软件对有压隧洞进行衬砌设计,并通过PC-1500程序集中的G-12加以校核以满足稳定、运行安全的要求。     

圆形有压隧洞混凝土衬砌结构计算方法的比较

水电站圆形有压隧洞钢筋混凝土衬砌常用计算方法有公式法、弹性力学法、边值法及有限元法等,但这几种方法计算结果常常相差较大,笔者分析了计算结果相差较大的原因,对这几种计算方法进行了初步分析评价。     

围岩类型及衬砌厚度对水工隧洞地震动力响应的影响分析

以分析水工隧洞在地震激励作用下的变形破坏机制为目标,针对不同围岩类型和衬砌厚度条件下水工隧洞位移变化,根据地下结构抗震计算理论,选取合理的材料参数和模型边界条件,使用ANSYS建立了某水工隧洞的三维有限元模型,对其施加水平和竖向地震激励,应用瞬态分析法计算了隧洞结构模型在不同围岩类型和衬砌厚度下的水工隧洞动力响应。结果表明,在相同衬砌厚度下,随着隧洞围岩强度的降低,水平位移和竖向位移受影响的程度有明显的区别,即水平位移越来越大,竖直位移无明显规律可循;在相同的围岩强度下,水工隧洞并不会随着衬砌厚度的增加而趋于稳定,在Ⅲ类围岩的情况下,水工隧洞的位移随着衬砌厚度的增加而越来越大,Ⅴ类围岩下改变衬砌厚度对水工隧洞的位移几乎没有影响。因此,合理的设计围岩类型和衬砌厚度,可以既满足水工隧洞抗震性能要求,又能够降低工程造价。研究结果对合理设计隧洞衬砌厚度、增强抗震性能具有参考价值。     

水工隧洞衬砌结构非线性地震响应分析

为了合理描述水工隧洞衬砌混凝土的非线性力学特性,采用塑性损伤模型模拟了混凝土材料在地震荷载作用下的本构关系。在此基础上,通过将混凝土刚度与钢筋材料刚度叠加来考虑衬砌中钢筋结构对衬砌刚度的强化作用,并基于此建立了衬砌结构非线性有限元分析模型。结合动力时程法模拟衬砌结构地震响应全过程,建立了完整的衬砌结构地震响应分析模型。通过将该模型应用于某水工隧洞地震响应数值计算中,分析了衬砌结构非线性地震响应特征。结果显示:地震过程中衬砌结构腰部的位移响应较大,衬砌结构整体产生了较为明显的结构变形,导致衬砌腰部最大拉应力达到了1.3MPa左右并超过了混凝土抗拉强度;震后衬砌结构内侧受到附加动水压力的影响,导致其损伤程度较大,损伤最为严重的区域主要分布在衬砌腰部,最大损伤系数达到了0.7左右。     

某水电站引水隧洞衬砌结构特性及配筋研究

引水隧洞衬砌结构的内力和配筋与围岩弹性抗力(模量)关系密切,传统设计所采用围岩参数是通过现场地质情况以及相似工程类比得到的,这种方法由于岩体参数的不准确导致配筋结果与实际工程之间出现很大的偏差.结合现场位移监测结果进行反分析得到的岩体参数,采用三维有限元法,开展引水隧洞衬砌结构受力特性研究,利用应力场成果进行结构配筋计算,并与规范配筋成果进行对比分析,从而提出合理的配筋方案.     

高压水工隧洞BFRP网格增强钢筋混凝土衬砌试验研究

为探究玄武岩纤维增强树脂复合材料网格(简称BFRP网格)对高压水工隧洞钢筋混凝土衬砌结构裂缝控制能力及承载能力的增强作用,进行了高压水工隧洞钢筋混凝土衬砌结构模型对比试验,试验采用真实高压水加载。通过对隧洞模型内壁环向变形监测,以及通过声发射系统对模型在加载全过程中的声发射信息监测,对比分析了BFRP网格对裂缝产生及扩展的影响。研究结果显示,与常规混凝土衬砌结构模型相比较,BFRP网格增强钢筋混凝土衬砌结构模型的极限承载力提高21%、宏观裂缝最大开度减少了68%、宏观裂缝空间分布更为分散;开裂前内壁环向拉应变增大了81%,开裂时的声发射绝对能量占加载过程中声发射总累积绝对能量的33.78%(前者为99.38%),主要破坏模式表现为韧性破坏。可见,BFRP网格可显著提高高压水工隧洞钢筋混凝土衬砌结构的裂缝控制能力和承载能力。     

探地雷达在隧洞衬砌质量检测中的应用

探地雷达(G round Penetrating R adar)技术是一种高分辨率的地球物理探测技术,也是近几年在工程物探领域比较热的一项新技术,已广泛应用于水电工程勘察与工程检测中。由于雷达检测具有无损、高效快捷、高分辨率等特征而被广泛应用于混凝土质量检测方面。文章以某水电站深孔泄洪洞混凝土衬砌质量检测为例,介绍探地雷达在隧洞混凝土衬砌体内存在空洞及不密实等缺陷的探测中的应用。     

隧洞预应力混凝土衬砌施工技术应用

针对高水头和隧洞围岩较破碎、埋深较浅等情况,文章着重介绍了无粘结预应力混凝土衬砌施工、无粘结预应筋的张拉、防腐的施工工艺。应用实践证明:采用后张法双圈无粘结预应力混凝土衬砌施工技术,可以解决隧洞衬砌抗裂问题,并能大幅度降低工程造价。     

全防水复合衬砌隧洞结构设计

本文介绍了一种有压输水隧洞复合衬砌结构与高密度聚乙烯(HDPE)自粘胶膜防水卷材结合技术,即:采用自粘型防水卷材作为主要防水层,配以混凝土自防水的复合衬砌防水体系。该技术适用于具有防水要求的双层衬砌结构输水隧洞。采用这种双层衬砌防水技术,可以将防水层从以往的径向防渗增强为径向、轴向、环向防渗,解决了输水隧洞因为外衬或内衬局部渗水而导致衬砌间窜水的现象,增加了结构耐久性。这种结构便于运行期间进行检修、排查渗漏点。该技术已成功地在北京市南水北调配套工程东干渠工程中大规模应用。     

气密性混凝土在松卜岭高瓦斯隧道衬砌中的应用

松卜岭隧道穿越煤岩层,为高瓦斯隧道。为保证隧道的运行安全,在隧道瓦斯设防段须采用气密性混凝土对坑道进行全断面封闭式复合衬砌。通过对隧道穿越的地质环境条件、设计标准、气密性混凝土材料以及合理配合比的选择分析,采用室内试件测定方法对混凝土试件的透气量进行测定,计算得出透气系数。对不同衬砌形式的混凝土的气密性进行了评价,结果表明：气密性混凝土在隧道衬砌中具有明显的抗气性。不仅能在瓦斯隧道衬砌中应用,也可应用于其他有较高防潮、防渗要求的工程中。